• ISSN 0258-2724
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CFRP加固震损非延性RC框架抗震性能试验研究

陈伟宏,乔泽惠,首维荣

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陈伟宏, 乔泽惠, 首维荣. CFRP加固震损非延性RC框架抗震性能试验研究[J]. 江南娱乐网页版入口官网下载安装学报, 2020, 55(5): 1009-1016. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20181068
引用本文: 陈伟宏, 乔泽惠, 首维荣. CFRP加固震损非延性RC框架抗震性能试验研究[J]. 江南娱乐网页版入口官网下载安装学报, 2020, 55(5): 1009-1016.doi:10.3969/j.issn.0258-2724.20181068
CHEN Weihong, QIAO Zehui, SHOU Weirong. Experimental Study on Seismic Performance of Carbon Fibre Reinforced Plastics-Retrofitted Earthquake-Damaged Non-ductile Reinforced Concrete Frames[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2020, 55(5): 1009-1016. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20181068
Citation: CHEN Weihong, QIAO Zehui, SHOU Weirong. Experimental Study on Seismic Performance of Carbon Fibre Reinforced Plastics-Retrofitted Earthquake-Damaged Non-ductile Reinforced Concrete Frames[J].Journal of Southwest Jiaotong University, 2020, 55(5): 1009-1016.doi:10.3969/j.issn.0258-2724.20181068

CFRP加固震损非延性RC框架抗震性能试验研究

doi:10.3969/j.issn.0258-2724.20181068
基金项目:国家自然科学基金(51408131)
详细信息
    作者简介:

    陈伟宏(1980—),男,副研究员,博士,研究方向为混凝土结构抗震与加固,E-mail:chenweihong1980@163.com

  • 中图分类号:TU375.4

Experimental Study on Seismic Performance of Carbon Fibre Reinforced Plastics-Retrofitted Earthquake-Damaged Non-ductile Reinforced Concrete Frames

    • 摘要:为了研究碳纤维增强复合材料(CFRP)加固震损非延性钢筋混凝土(RC)框架抗震性能,制作并完成了1榀1/2缩尺两层两跨非延性RC框架子结构试件加固前后的拟静力试验. 将试件加载至峰值承载力,对采用外包CFRP法对震损节点处进行加固后的试件进行试验研究,获得了CFRP加固震损非延性RC框架的破坏形态与滞回曲线,分析了其刚度、强度、延性和耗能等抗震性能指标,并与完好结构进行对比. 分析结果表明:CFRP加固对提高震损非延性钢筋混凝土框架结构的最大水平承载力、初始刚度有限,对其耗能能力提升明显;加固结构的平均位移延性系数为2.81;当其最大层间位移角到达1/50时,加固结构依然具有较大的安全储备空间,加固后的震损非延性RC框架结构可以用于地震区.

    • 图 1试件的设计尺寸与配筋

      Figure 1.Design dimensions and reinforcement of specimen

      图 2试件试验现场

      Figure 2.Photograph of testing frame

      图 3未加固试件试验现象

      Figure 3.Test observations of the control specimen without CFRT reinforcement

      图 4加固试件试验现象

      Figure 4.Test observations of CFRP-retrofitted specimen

      图 5滞回曲线及骨架曲线

      Figure 5.Hysteresis loops and skeleton curves

      图 6承载力退化系数

      Figure 6.Strength degradation coefficient

      图 7刚度退化

      Figure 7.Stiffness degeneration

      图 8能量耗散

      Figure 8.Energy dissipation

      图 9等效黏滞阻尼系数

      Figure 9.Equivalent viscous damping coefficient

      表 1各试件力学特征点

      Table 1.Behavior of the specimens at different characteristic points

      试件状态 方向 开裂点 屈服点 峰值点 极限点
      Pcr/kN Δcr/mm Py/kN Δy/mm Pm/kN Δm/mm Pu/kN Δu/mm
      未加固 97.5 21.6 135.0 42.3
      −19.0 −2.7 −75.8 −19.8 −110.8 −49.4
      加固 117.8 25.5 141.3 41.9 120.1 70.5
      −56.7 −9.6 −93.5 −24.4 −113.6 −48.2 −96.7 −69.4
       注:PcrΔcr为开裂荷载和开裂荷载对应的位移;PyΔy为屈服荷载和屈服荷载对应的位移;Δm为峰值荷载对应的位 移;Δu为极限位移.
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      表 2特征点刚度

      Table 2.Measured stiffness at characteristic points kN•mm −1

      试件状态 方向 开裂点 屈服点 峰值点 极限点
      未加固 4.50 3.19
      7.01 3.83 2.24
      加固 4.62 3.37 1.70
      5.89 3.83 2.35 1.39
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      表 3加固试件延性系数

      Table 3.Ductility coefficients of CFRP-retrofitted earthquake-damaged specimen

      方向 $\varDelta_{\mathrm{u} }$ $\varDelta_{\mathrm{y} }$ $ \mu $ $\bar \mu $
      70.51 25.49 2.77 2.81
      −69.42 −24.41 2.84
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      表 4延性系数最小值

      Table 4.Minimum value of ductility coefficients

      箍筋形式 一级 二级 三级
      矩形普通箍筋 2.57 2.36 2.18
      矩形复合箍筋 2.09 1.84 1.75
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      表 5加固试件极限状态层间位移角

      Table 5.Ultimate story drift ratio of CFRP-retrofitted earthquake-damaged specimen

      位置 位移/mm 层间位移角
      第 1 层 −38.68 1/38.78
      第 2 层 30.88 1/48.58
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      表 6加固试件特征点Ehe

      Table 6.Eandhecharacteristic points of reinforced specimen

      试件
      状态
      屈服点 峰值点 极限点
      E/
      (kN•mm−1)
      he E/
      (kN•mm−1)
      he E/
      (kN•mm−1)
      he
      未加固 730.2 0.050 2 525.0 0.070
      加固 1 297.6 0.080 3 940.5 0.100 6 509.5 0.136
      比率 1.78 1.60 1.56 1.43
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    出版历程
    • 收稿日期:2018-12-12
    • 修回日期:2019-04-03
    • 网络出版日期:2019-04-13
    • 刊出日期:2020-10-01

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